藥芯焊絲的應(yīng)用及生產(chǎn)工藝要點(diǎn)

1、藥芯焊絲的現(xiàn)狀及發(fā)展調(diào)研報告2我國藥芯焊絲的行業(yè)現(xiàn)狀2.1我國藥芯焊絲的發(fā)展概況我國藥芯焊絲的發(fā)展可分為三個階段。第一階段時間上大致為上世紀(jì)60至80年代中后期，主要針對藥芯焊絲制備技術(shù)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行基礎(chǔ)研究，包括藥芯焊絲線生產(chǎn)所需要的設(shè)備、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)配方以及藥芯焊絲的應(yīng)用等。 這一階段參 與的單位以科研院、所為主；第二階段，80年代中后期至2000年，以引進(jìn)第一條細(xì) 直徑（創(chuàng).6mm）藥芯焊絲生產(chǎn)線以及在國家重點(diǎn)工程（寶鋼設(shè)備安裝等項(xiàng)目）使用 藥芯焊絲為標(biāo)志，藥芯焊絲進(jìn)入工程應(yīng)用階段。這一階段工程上使用的藥芯焊絲多為 進(jìn)口藥芯焊絲，同時一批企業(yè)引進(jìn)了數(shù)十條藥芯焊絲生產(chǎn)線。另外國產(chǎn)藥

2、芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備不斷完善，逐步滿足了藥芯焊絲生產(chǎn)對技術(shù)裝備的要求，國產(chǎn)藥芯焊絲在全年用量中所占比例逐漸增加，為下一階段的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)；第三階段，2000年以后特別是2004年后，藥芯焊絲應(yīng)用高速發(fā)展。在經(jīng)過了多年的市場儲備后，伴隨 制造技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的不斷進(jìn)步，我國藥芯焊絲行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模發(fā)生了巨大的變化， 尤其是近10年來。產(chǎn)能的擴(kuò)張是以國內(nèi)焊接材料生產(chǎn)廠家購置國產(chǎn)藥芯焊絲生產(chǎn)線 為主，這些企業(yè)對焊接材料生產(chǎn)內(nèi)在規(guī)律的掌握以及現(xiàn)成的銷售網(wǎng)絡(luò)，對藥芯焊絲年用量成倍增長起到了強(qiáng)有力的推動作用，并且國產(chǎn)藥芯焊絲的產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足工程 的技術(shù)要求，價格也從每噸兩萬多降至一萬左右。資料表明，199

3、62006年，我國藥芯焊絲的產(chǎn)量以年均69.86%的復(fù)合增長率在高速增長，這樣的增長速度在我國制 造業(yè)中是相當(dāng)驚人的，到2008底藥芯焊絲用量更是突破20萬噸，占焊接材料總量超 過5%。見圖1S 11996-2006年藥芯焊絲嚴(yán)童變動軌跡100%0%40%20%0%1412108642019M 1997 199S2000 2001 2QO2 2003 2OQ4 2W5 2DDA2.2我國藥芯焊絲的市場狀況2.2.1藥芯焊絲市場構(gòu)成情況國內(nèi)藥芯焊絲的使用始于寶山鋼鐵公司的建設(shè)。其后，機(jī)械制造行業(yè)、能源化工 行業(yè)、船舶制造和海洋結(jié)構(gòu)行業(yè)、建筑和橋梁業(yè)、輸油及輸氣管線建設(shè)行業(yè)等相繼使 用了進(jìn)口焊絲和

4、國產(chǎn)焊絲。從各行業(yè)的使用品種上看，在船舶制造和海洋結(jié)構(gòu)行業(yè)、建筑和橋梁業(yè)、機(jī)械制 造行業(yè)、能源化工行業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，主要使用鈦型氣保護(hù)藥芯焊絲；在輸油及輸氣 管線建設(shè)中主要使用自保護(hù)藥芯焊絲；耐磨堆焊藥芯焊絲應(yīng)用于各行業(yè)材料的表面性 能改進(jìn)上。在各行業(yè)中，以船舶制造和海洋結(jié)構(gòu)行業(yè)使用藥芯焊絲量最大，近年來在其他行業(yè)藥芯焊絲的使用量正不斷提高；在藥芯焊絲的使用品種上，以鈦型氣保護(hù)碳鋼和低合金鋼藥芯焊絲最多，硬面堆 焊藥芯焊絲和自保護(hù)藥芯焊絲次之， 氣保護(hù)不銹鋼藥芯焊絲（少量用于耐腐蝕容器和 大型醫(yī)療器械中）和金屬粉芯藥芯焊絲（少量應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和橋梁上）為最少。在進(jìn)口產(chǎn)品中，以鈦型氣保護(hù)碳鋼、低合

5、金鋼藥芯焊絲為主，占全部藥芯焊絲 的比例約為95%;自保護(hù)藥芯焊絲約占5%;其他品種（氣保護(hù)不銹鋼藥芯焊絲等） 約占1%。從進(jìn)口國家和地區(qū)來看，以韓國、日本、臺灣省和美國產(chǎn)品為主，從德國、 英國、瑞典、挪威、奧地利等國也有少量進(jìn)口。在國產(chǎn)產(chǎn)品中，以鈦型氣保護(hù)碳鋼、硬面堆焊藥芯焊絲為主，鈦型低合金鋼和 不銹鋼藥芯焊絲占有一定的比例，近年來自保護(hù)藥芯焊絲的發(fā)展速度也較快。2.2.2藥芯焊絲市場需求情況近年來國內(nèi)藥芯焊絲的使用市場一直呈現(xiàn)加速上升趨勢，每年增長率高達(dá)60%以上。就國內(nèi)藥芯焊絲生產(chǎn)能力遠(yuǎn)不能滿足市場的旺盛需求，這樣也就為國內(nèi)建設(shè)新的藥芯焊絲企業(yè)提供良好機(jī)遇！ 通過對少數(shù)一些行業(yè)對藥芯焊

6、絲需求量調(diào)查， 結(jié)果如 下：（1）造船行業(yè)焊接工作在造船行業(yè)中起著重要作用， 據(jù)稱其焊接作業(yè)量約占全部工作量30%以 上,隨著我國造船量逐年增長和焊接作業(yè)自動化水平的提高，藥芯焊絲使用量也急速增加。這里根據(jù)某船廠造船時，焊材用量的經(jīng)驗(yàn)粗略推算：造一條3萬噸級的船需要用鋼材7千噸，而每噸鋼材消耗焊材為0.03噸。據(jù)報2005年我國造船總噸位名列世界 前列，達(dá)到1000萬載重噸，2006年中國造船完工量達(dá)1400萬載重噸，位列世界第三， 約用鋼材560萬t，消費(fèi)焊接材料約25萬t，其中藥芯焊絲占一半以上。2007年一季度中 國造船業(yè)承接新船訂單2010萬載重噸，成為該季度國際船市的第一。隨著我國造

7、船業(yè) 的發(fā)展，對藥芯焊絲的需求量越來越大。（2）工程機(jī)械、機(jī)械制造根據(jù)在2000年全國工程機(jī)械在合肥會議，提供資料表明：全國有70余家上規(guī)模 工程機(jī)械廠，每個廠家焊接結(jié)構(gòu)件需焊材約 200噸，那么全國僅70余家工程機(jī)械廠， 年消耗量達(dá)14000噸，又山東某工程機(jī)械廠向日方出焊接構(gòu)件， 對方指定必須用藥芯 焊絲進(jìn)行焊接。而近兩年金融危機(jī)，國家為了拉動內(nèi)需，大力發(fā)展鐵路、高速公路等 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，工程機(jī)械快速發(fā)展必然對焊材有更大的需求。同樣機(jī)械制造汽車對藥 芯焊絲需求其量也不可低估，高壓容器用藥芯焊絲的量也是相當(dāng)可觀的，如上海某鍋 爐廠出口的高壓容器，外商也堅持用藥芯焊絲進(jìn)行焊接，以保證質(zhì)量，而所

8、用的藥芯 焊絲也依賴進(jìn)口。（3）油汽管道油汽管道焊接作業(yè)一般都是在野外進(jìn)行，需要大量自保護(hù)藥芯焊絲，未來10年無論大量國內(nèi)或跨境（來自俄國東西伯利亞、薩哈林、土庫曼斯坦）油汽管道建設(shè)， 其共同特點(diǎn)是長距離、大口徑及較高的工作壓力。根據(jù)國際油汽管線用鋼發(fā)展及國內(nèi) 油汽管線用鋼開發(fā)，上述管線用鋼將普遍采用 API X60-X80管線鋼，預(yù)計這幾大工 程干線管道總長度達(dá)到13500-14000公里，需要管線鋼近800萬噸。此外圍繞這些干 線管道還將鋪設(shè)大量支線管網(wǎng)，其長度一般為干線8倍，預(yù)計需要管線鋼將超過2000 萬噸。如果按照0.5%自保護(hù)藥芯焊絲消耗量，保守估計未來 10年我國油汽管道安裝 需

9、要各種性能優(yōu)良的直徑為 ©1.6mm自保護(hù)藥芯焊絲將超過10萬噸，眼下我國需求 的自保護(hù)藥芯焊絲大部分來自美國， 看看國內(nèi)自保護(hù)藥芯焊絲市場，無論從量上，還 是咼額利潤回報上，是有著巨大市場開拓空間。（4）冶金行業(yè)冶金行業(yè)也是我國使用藥芯焊絲最早行業(yè)之一，它主要用于室外的高爐修補(bǔ)及其 它方面，所用焊絲基本上是直徑為 ©2.4mm自保護(hù)藥芯焊絲，產(chǎn)品來自美國，每年用 量也不少。（5）鐵路機(jī)車及橋梁鐵路機(jī)車現(xiàn)在基本上屬于鋼結(jié)構(gòu)， 橋梁更是如此，這個領(lǐng)域焊絲用量更大（沒有 進(jìn)行實(shí)際統(tǒng)計），該行業(yè)所需要藥芯焊絲更重低溫軔性。此外還其它有行業(yè)，這里就 不一一列舉了。關(guān)于焊接技術(shù)及焊接

10、材料（包括焊絲）市場生命周期，我們可以這樣看，世界上 只要有鋼鐵存在與市場的需求，它就不會從這個世界上消失。所以焊絲這種產(chǎn)品在可 預(yù)見未來（只少幾十年），市場需求不會減少，而會逐年迅速增加，尤其在我國發(fā)展 更是不可限量！2.3我國藥芯焊絲與先進(jìn)國家存在的差距第一，從藥芯焊絲生產(chǎn)產(chǎn)量方面看，國內(nèi)藥芯焊絲企業(yè)規(guī)模小，也比較分散。國 內(nèi)藥芯焊絲生產(chǎn)起源于80年代中后期，至今已先后從英、美、德、意、日、烏克蘭等 國引進(jìn)多條生產(chǎn)線，此期間國內(nèi)一些單位也開發(fā)些生產(chǎn)線。 但基本上都是用窄帶鋼成 形法，使得我國藥芯焊絲生產(chǎn)從無到有， 而問題是產(chǎn)量小且焊絲品種單一。 所以國內(nèi) 藥芯焊絲生產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用戶需求，

11、像造船業(yè)、壓力容器、重點(diǎn)工程、大型成套設(shè) 備配套的藥芯焊絲多數(shù)一直靠進(jìn)口。第二，從藥芯焊絲的質(zhì)量來看，國內(nèi)還沒有世界級拳頭產(chǎn)品，暢銷國內(nèi)外。在這 方面有許多內(nèi)容值得我們研究，任何趕上國外著名焊接公司的產(chǎn)品，如美國林肯的自 保護(hù)藥芯焊絲，日本神戶制鋼的碳鋼藥芯焊絲，瑞士奧立康的無縫藥芯焊絲，英國合 金公司的堆焊藥芯焊絲等。我們必須從藥芯焊絲的原材料、生產(chǎn)裝備、生產(chǎn)工藝和企 業(yè)管理水平等方面進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的工作，努力研究生產(chǎn)具有特色的藥芯焊絲。在藥芯 焊絲產(chǎn)量和質(zhì)量方面要縮小與國外的差距。第三，我國是世界焊接材料生產(chǎn)大國，但不是焊接材料強(qiáng)國，要加強(qiáng)藥芯焊絲的 理論研究，同時還要避免盲目上項(xiàng)目，造成大

12、量引進(jìn)和國產(chǎn)藥芯焊絲生產(chǎn)線閑置。3藥芯焊絲的分類、應(yīng)用及生產(chǎn)工藝3.1藥芯焊絲的分類藥芯焊絲的分類有多種方法，如按藥芯焊絲的制造方法分類、按藥芯焊絲焊接時 的保護(hù)氣體分類、按藥芯焊絲的用途分類、藥芯焊絲藥粉的組成分類。（1）按制造方法的不同，可以把藥芯焊絲分為：有縫藥芯焊絲和無縫藥芯焊絲兩種。有縫藥芯焊絲是由薄鋼帶通過成型軋輥加工成槽，里面卷入藥粉，軋成管狀再進(jìn)行拔絲，加工制造而成。鋼帶原料通常采用低碳鋼，成品焊絲表面要進(jìn)行表面防銹處理， 同時要有良好的送絲性能，所以要進(jìn)行表面處理。無縫藥芯焊絲是在預(yù)先成型好的鋼 管中填充藥粉，再經(jīng)過電鍍，拔絲，達(dá)到焊絲產(chǎn)品直徑的尺寸。（2）按焊接時保護(hù)氣體的

13、不同，可以把藥芯焊絲分為：氣體保護(hù)藥芯焊絲和自保護(hù) 藥芯焊絲。在中國、日本、韓國等，藥芯焊絲大部分采用 CO2作為保護(hù)氣體，而在美 國使用自保護(hù)藥芯焊絲的比例比較高， 歐洲由于保護(hù)氣體價格上的差別，藥芯焊絲主 要采用混合氣體（Ar-CO2）保護(hù)。（3）按用途的不同，可以把藥芯焊絲分為：低碳鋼及490MPa級鋼、高強(qiáng)鋼、耐熱鋼、 低溫鋼、耐腐蝕鋼、不銹鋼和硬面堆焊用藥芯焊絲。由于藥芯焊絲可以調(diào)整內(nèi)部藥芯 配方，因此同手工電焊條一樣，藥芯焊絲的品種齊全，有用于造船業(yè)的全位置型藥芯 焊絲，有用于海洋結(jié)構(gòu)的低溫藥芯焊絲， 有用于鍋爐，壓力容器的耐熱鋼藥芯焊絲等 等。（4）按填充藥粉的組成不同，可以把藥

14、芯焊絲分為：熔渣型藥芯焊絲和金屬粉型藥 芯焊絲。熔渣型藥芯焊絲按照渣的堿度可以分為鈦型（酸性渣），鈦鈣型（中性或弱堿性 渣）和堿性（堿性渣）藥芯焊絲。一般來說，鈦型藥芯焊絲焊縫成型好，全位置的焊接操 作性好，但是缺口韌性，抗裂性就稍差。相反堿性藥芯焊絲缺口韌性、抗裂性好，而 焊縫的外觀、成型及操作性就差。鈦鈣型藥芯焊絲介于兩者之間。近年來，隨著藥芯 焊絲的發(fā)展，新型的鈦型藥芯焊絲不僅焊接工藝性好， 而且其熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量 低，沖擊韌性優(yōu)異，而鈦鈣型藥芯焊絲現(xiàn)在則很少使用。 金屬粉型藥芯焊絲具有實(shí)芯 焊絲的低渣性（渣產(chǎn)生量很少），良好的抗裂性等特點(diǎn)，并兼?zhèn)溻佇退幮竞附z良好的焊 接操作性能，其

15、焊接效率比鈦型藥芯焊絲還要高。目前藥芯焊絲的分類還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)， 許多國家根據(jù)藥芯焊絲的類型和熔滴過 渡形式將藥芯焊絲大體歸為四種類型。即，鈦型、堿型、金屬粉型和自保護(hù)型藥芯焊 絲。這四種類型的藥芯焊絲特征如下表：特征鈦型堿性金屬粉型自保護(hù)型主要藥粉組成TiO2,SiO2, MnOCaF2,CaCO3Fe,Si,M nAI,Mg,BaF2,過渡形式噴射過渡顆粒過渡噴射過渡顆?；驀娚溥^ 渡焊接位置全位置平焊或橫焊全位置全位置擴(kuò)散氫含量可變的低非常低低沖擊韌性好非常好好好氧含量0.006-0.0080.004-0.0060.004-0.0080.0004氮含量0.0004-0.0010.0004

16、-0.0010.0004-0.0010.0002-0.001鋁含量0.010.010.010.5-2.0藥芯焊絲的優(yōu)點(diǎn)很多，主要有如下幾方面：（1）飛濺?。河捎谒幮竞附z中加入了穩(wěn)弧劑，電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴呈滴狀均勻 過渡，故焊接時飛濺很少，且飛濺顆粒細(xì)小，在鋼板上粘不住，很容易清除。（2）焊縫成形美觀：在焊道成形方面，熔渣起著重要作用。實(shí)芯焊絲施焊時無 法依靠渣起作用，僅依靠熔融金屬自身的黏性和表面張力形成焊道， 故表面形狀不良。 藥芯焊絲焊接時，能形成一定數(shù)量的熔渣，依靠渣的表面張力生成一個軟的鑄型， 這 個鑄型對形成良好焊道起著重要作用。（3）熔敷速度高于實(shí)芯焊絲：采用藥芯焊絲焊接時，由于焊

17、絲斷面上通電部分的面積比實(shí)芯焊絲小，在同樣的焊接電流下藥芯焊絲的電流密度高， 焊絲熔化速度快， 熔敷速度提高。（4）可采用大電流進(jìn)行全位置焊接：在各種焊接位置下，藥芯焊絲均可采用較 大的焊接電流，如©1.2mm焊絲，其電流可用到280A，這時仍能順利地實(shí)現(xiàn)向下立 焊，可稱為其獨(dú)到之處。3.2藥芯焊絲的應(yīng)用3.2.1氣保護(hù)藥芯焊絲的應(yīng)用目前焊接結(jié)構(gòu)鋼用的藥芯焊絲國內(nèi)已有定型產(chǎn)品，可批量生產(chǎn)。所采用的保護(hù)氣體為CO2，適于自動或半自動焊接，直流或交流電源均可滿足要求。國外藥芯焊絲的應(yīng)用范圍更廣， 可用于焊接各種類型的鋼結(jié)構(gòu)，包括低碳鋼、高強(qiáng)度鋼、低溫鋼、耐熱鋼、不銹鋼及耐磨堆焊等。所采用

18、的保護(hù)氣體有CO2和Ar+C02 兩種，前者用于普通結(jié)構(gòu)，后者用于重要結(jié)構(gòu)。下圖為氣保護(hù)藥芯焊絲的應(yīng)用分類：C02保護(hù)C藥粉型低碳鋼、490MPa級鋼高強(qiáng)度鋼耐熱鋼低溫鋼耐大氣腐蝕鋼不銹鋼表面堆焊L 低碳鋼、490MPa級鋼藥心焊絲匕Ar+CO 2保護(hù)高強(qiáng)度鋼低溫鋼低碳鋼、490MPa級鋼金屬粉型廠 C02保護(hù)低溫鋼Ar+CO 2保護(hù)低碳鋼、490MPa級鋼碳鋼及高強(qiáng)度鋼用藥芯焊絲：這類焊絲的品種多、用量大，主要用于造船、橋梁、建 筑、車輛制造等部門。大多數(shù)焊絲為鈦型渣系，其焊接工藝性能優(yōu)良，焊接生產(chǎn)率較 高。焊絲品種較多，有適于包括向下立焊在內(nèi)的全位置焊接，也有的專用于角焊縫。 從性能上有側(cè)

19、重于工藝性能，有側(cè)重于焊縫力學(xué)性能和抗裂性能。從焊縫強(qiáng)度級別上 看，490 MPa級和590 MPa級的藥芯焊絲已普遍使用。目前有縫的藥芯焊絲居多，但 近年來，無縫的藥芯焊絲已明顯增多。低溫鋼用藥芯焊絲 80年代初這類藥芯焊絲開始問世，其渣系仍以鈦型為主，都 是細(xì)直徑焊絲，適于全位置焊接。焊縫低溫韌性高，擴(kuò)散氫含量低，焊接效率較高， 已用于-40°C、-60°C下使用的低溫結(jié)構(gòu)焊接，如海洋結(jié)構(gòu)、液化氣船及貯罐等。Cr-Mo耐熱鋼用藥芯焊絲：1985年日本制定了 Mo及Cr-Mo鋼焊接用藥芯焊絲標(biāo) 準(zhǔn)，包括 0.5%Mo、0.5%Cr-0.5%Mo、1.25%Cr-0.5%M

20、o 和 2.25%Cr-1%Mo 四個鋼號 用的焊絲。保護(hù)氣體有CO2和Ar+CO2兩種，但目前用的主要是CO2保護(hù)。試驗(yàn)證明，Ar的含量大于30%后，焊接工藝變壞，熔渣覆蓋不良。不銹鋼用藥芯焊絲：這類焊絲的品種已有 20多種，除鉻鎳系不銹鋼藥芯焊絲外， 還有鉻系不銹鋼藥芯焊絲。焊絲直徑有 0.8、1.2、1.6mm等，可滿足薄板、中板及厚 板的焊接需要。所采用的保護(hù)氣體多數(shù)為 CO2，也可采用A葉（20%50%） CO2的混 合氣體。試驗(yàn)表明，隨著 Ar比例的增加，導(dǎo)致氣孔敏感性增大、熔合不良、焊道表 面不美觀等弊端，故 Ar的比例最大為80%。耐磨堆焊用藥芯焊絲：耐磨堆焊的方法多種多樣，最

21、常用的方法是藥芯焊絲CO2 堆焊和藥芯焊絲埋弧堆焊，分別說明如下：細(xì)直徑藥芯焊絲C02堆焊，該方法優(yōu)點(diǎn)很多：其一是效率高，生產(chǎn)效率為手工焊 的34倍，與相同直徑的實(shí)芯焊絲相比，其電流密度大，熔敷速度增加；其二是焊接 工藝性能優(yōu)良，電弧穩(wěn)定，飛濺很少，脫渣容易，焊道成形美觀。該方法只能通過藥 芯焊絲過渡合金元素，故多用于合金成分不太高的堆焊層。藥芯焊絲埋弧堆焊，該方法的優(yōu)點(diǎn)是采用大直徑的藥芯焊絲（尼.2、帕.0mm）,焊接電流大，焊接生產(chǎn)率明顯提高。另外，所采用的焊劑既可以是熔煉型的，也可以 是燒結(jié)型的。采用燒結(jié)型焊劑時，可通過焊劑過渡合金元素，使堆焊層得到更高的合 金成分，其合金含量可在14%

22、20%之間變化，以便得到不同的硬度值。該方法主要 用于堆焊軋制輥、送進(jìn)輥、連鑄輥等耐磨耐蝕部件。3.2.2自保護(hù)藥芯焊絲的特點(diǎn)及應(yīng)用自保護(hù)藥芯焊絲與焊條相似，是把作為造渣、造氣和起脫氧、脫氮作用的藥粉和 金屬粉放入鋼帶之內(nèi)，焊接時藥粉在電弧的高溫作用下變成氣體和熔渣，起到造渣和 造氣保護(hù)作用，不用另加氣體保護(hù)。自保護(hù)藥芯焊絲與焊條相比，有如下不利之處： 一是藥粉的加入量受限制，一般占焊絲總質(zhì)量的15%30%，而焊條藥皮則占到總質(zhì)量的30%以上。藥粉越少，造渣造氣量也越少，保護(hù)效果和冶金反應(yīng)會受到影響；二是采用自保護(hù)藥芯焊絲焊接時，外層的鋼帶先熔化，內(nèi)部的藥粉后熔化，保護(hù)作用滯 后；其三，熔化的

23、先期是鋼水在外，熔渣在內(nèi)，保護(hù)效果下降?；谏鲜鲈?，焊縫 中容易進(jìn)入氮、氫、氧等氣體，這既有損于焊縫的力學(xué)性能，特別是韌性，也容易在 焊縫中產(chǎn)生氣孔。為了提高保護(hù)效果，一是調(diào)整藥芯成分，如增加造氣劑的比例，增加脫氧脫氮元 素的含量等；二是選用合適的藥芯焊絲截面形狀。一般來講，截面形狀越復(fù)雜、越對 稱，電弧就越穩(wěn)定，藥芯的冶金反應(yīng)和保護(hù)作用就越充分。 但是隨著焊絲直徑的減小， 這種差別逐漸縮小，當(dāng)直徑小于 2mm時，截面形狀的影響已不明顯了。故目前細(xì)絲 （©2.0mm） 般采用形狀簡單的"O"形截面，粗絲（尼.4mm）多采用E形或雙層結(jié) 構(gòu)等復(fù)雜截面。采用自保護(hù)藥

24、芯焊絲施焊時，對風(fēng)的抵抗能力優(yōu)于氣保焊焊接，通?？稍谒募夛L(fēng) 力下施焊（風(fēng)速w 15m/s即可）。因?yàn)椴恍枰Ｗo(hù)氣體，適于野外或高空作業(yè)，故多 用于安裝現(xiàn)場和建筑工地，如咼層建筑、咼爐及熱風(fēng)爐等。自保護(hù)焊接時煙塵很大，在窄小空間作業(yè)時要加強(qiáng)通風(fēng)換氣。另外，對操作技能 要求較高，掌握不當(dāng)會引起接頭性能波動，故不宜用于焊接重要結(jié)構(gòu)目前主要用于焊接低碳鋼和490 MPa級高強(qiáng)度鋼及表面堆焊等。近來，日本已研制出了焊接低溫 鋼用的自保護(hù)藥芯焊絲。焊接碳鋼和490MPa級高強(qiáng)鋼時，有的用粗絲（尼.4、（|3.2mm）,有的用細(xì)絲（札6、 機(jī).8、程.0mm）。粗絲焊接要采用陡降特性的交流電源，細(xì)絲焊接要采

25、用平特性的直 流電源。細(xì)絲焊接時的生產(chǎn)效率雖比粗絲低一些， 但焊接工藝性能優(yōu)良，如電弧穩(wěn)定、 飛濺小、引弧容易，且適于向下立焊等全位置焊接，所以應(yīng)用更為廣泛。進(jìn)行表面堆 焊時，多采用粗絲，它可以獲得更高的熔敷速度，焊接工藝性能也較好。根據(jù)熔敷成 分和組織的不同，其硬度值可達(dá)到 360 HV、460 HV、760 HV等級別。3.3藥芯焊絲的生產(chǎn)工藝目前世界各國用于制造藥芯焊絲的工藝方案和設(shè)備多不勝數(shù)，已申請各種專利就有數(shù)十種以上，按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可分為有縫和無縫型； 按所使用原材料可分為冷軋帶 鋼法、盤元法和鋼管拔制法；根據(jù)成形工藝又可分模拔法、全連軋法和軋一拔法。其 分類系統(tǒng)如下：喪抜法鋼帶法

26、一軋制法IIS法（乳制時直拔有縫型盤圓法 L拔法（軋制十拉拔）鸚芯焊銓一鋼管法拔法”無縫型' 在線焊合法（例帶軋拔法+合口輝接藥芯焊絲的制造方法主要有三種即鋼管法、 鋼帶法、盤圓法，在我國目前比較成 熟的制造方法是鋼帶法和盤圓法。采用鋼帶法制造藥芯焊絲，因制造工藝相對容易， 是國際上普遍采用的生產(chǎn)方法，也是國內(nèi)生產(chǎn)藥芯焊絲的主要生產(chǎn)方法。 采用盤圓法 制造藥芯焊絲，因生產(chǎn)藥芯焊絲的原材料成本低，焊絲利潤空間大，而受到人們的普 遍重視。另外還有一種新型工藝在線焊合法，綜合了冷軋鋼帶軋一拔法生產(chǎn)有縫藥芯 焊絲和鋼管拔法制取無縫藥芯焊絲的共同特點(diǎn)，代表了藥芯焊絲生產(chǎn)的較高水平?，F(xiàn)將幾種工藝比

27、較如下：（1）鋼管法：將配制好的藥粉加入盤旋狀的無縫鋼管中振動填實(shí)，再進(jìn)行多道 拉拔而成。其優(yōu)點(diǎn)是無縫、能鍍銅、耐吸潮，但裝粉技術(shù)難度大，制造成本高，生產(chǎn) 效率非常低。（2）盤圓法：第一個提出采用盤元為原料生產(chǎn)藥芯焊絲的是美國林肯公司，其申請的專利中提出一種完全采用冷軋工藝使盤元成形為藥芯焊絲方法。這種方法的主要出發(fā)點(diǎn)是：當(dāng)時冷軋帶鋼無論在長度和寬度方向都存在著較大的化學(xué)不均勻性和 厚度公差。當(dāng)時冷軋鋼帶價格是盤元的“好幾倍”。林肯專利的要點(diǎn)是不采用熱軋， 也不采用中間退火，完全采用冷軋就可以使盤元展軋成 U形，合口成0形，并減徑到 成品尺寸。林肯專利認(rèn)為所提出的從盤元截面正中向兩側(cè)劈展的方案

28、，有利于用較少的軋制道次形成U形槽，產(chǎn)生最小的加工硬化，減少軋制動力消耗和獲得較大的減薄 量。采用盤元法的優(yōu)點(diǎn)是原料價格比較便宜，缺點(diǎn)是工藝路線較長，設(shè)備龐大，生產(chǎn) 的技術(shù)難度大，經(jīng)過與冷軋帶鋼法全面分析比較，現(xiàn)在用這種方法的廠家較少，不過 采用盤圓制造藥芯焊絲最具有經(jīng)濟(jì)性， 生產(chǎn)藥芯焊絲的原材料成本最低，其發(fā)展前景 也是可觀的。（3）在線焊合法：國外從80年代以來，提出了一系列采用在線焊合制造藥芯焊 絲的新工藝，其工藝要點(diǎn)是在原軋一拔生產(chǎn)線的鋼帶合口處將已裝入藥粉的有縫鋼管用高能密度熱源在運(yùn)動狀態(tài)下焊合。 所采用的焊接方法可以是激光焊、 脈沖氬弧焊或 高頻感應(yīng)電阻焊。顯然在線焊合法是綜合了冷

29、軋鋼帶軋一拔法生產(chǎn)有縫藥芯焊絲和鋼 管拔法制取無縫藥芯焊絲的共同特點(diǎn)而產(chǎn)生的一種新工藝。該工藝不僅可以生產(chǎn)無縫 型藥芯焊絲，而且生產(chǎn)效率很高，代表了藥芯焊絲的發(fā)展方向。（4）鋼帶法：鋼帶法藥芯焊絲制造方法又分為全軋式和軋拔結(jié)合式兩種。全軋 式藥芯焊絲生產(chǎn)線，設(shè)計精致，結(jié)構(gòu)緊湊，容易操作。比如北京寶鋼焊業(yè)有限公司引 進(jìn)的英國生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線長約左右，操作方便，一人可以同時操作兩條生產(chǎn)線。一 邊進(jìn)鋼帶一邊直接生產(chǎn)出成品焊絲，生產(chǎn)工藝一氣呵成，生產(chǎn)效率是比較高的。軋拔結(jié)合式鋼帶法藥芯焊絲制造方法又分為被動成形和主動成形兩種。被動成形是指鋼帶軋制填充成形部位無動力驅(qū)動，結(jié)合拉絲機(jī)動力完成運(yùn)行的生產(chǎn)線。

30、該生產(chǎn) 線成形機(jī)無動力，一是節(jié)省電控系統(tǒng)二是設(shè)備簡單易維修。 生產(chǎn)線的速度是由成形機(jī) 軋輥孔型設(shè)計和拉絲機(jī)的運(yùn)行速度來決定的。 成形機(jī)軋輥的孔型設(shè)計十分重要，合理 的孔型設(shè)計可以減少無功功率的消耗， 同時提高焊絲成形的表面質(zhì)量。但該類型生產(chǎn) 線的加粉裝置及摩擦動力部位設(shè)計還不太理想，有待進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計。該生產(chǎn)線主要 適用于藥粉填充率較低的藥芯焊絲生產(chǎn)。主動成形軋拔結(jié)合生產(chǎn)線又分為單動力電動機(jī)和多動力電動機(jī)兩種。單動力成形機(jī)與拉絲機(jī)配合使用的生產(chǎn)線，如天津金橋和大橋引進(jìn)的美國生產(chǎn)線。 采用單電動機(jī) 作為動力來驅(qū)動鋼帶成形和加粉，結(jié)構(gòu)合理，容易操作。該生產(chǎn)線采用的螺旋加粉裝 置，可以適用于不同松裝

31、比的藥粉。可以制造多種類型的藥芯焊絲。如酸性藥芯焊絲、 堿性藥芯焊絲、堆焊藥芯焊絲和自保護(hù)藥芯焊絲， 這種生產(chǎn)線在瑞典、比利時等國家 普遍采用。主動成形軋拔結(jié)合多動力電動機(jī)系統(tǒng)是目前較理想的生產(chǎn)線。生產(chǎn)線成形機(jī)采用兩臺以上電動機(jī)，甚至每個軋輥用一臺電動機(jī)。這樣的生產(chǎn)線一般采用變頻調(diào) 速技術(shù)，用PLC編程控制。用計算機(jī)和觸摸屏來改變參數(shù)，很容易對整條生產(chǎn)線的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修改和保存。鋼帶法制造藥芯焊絲生產(chǎn)線的主工藝由鋼帶裁剪機(jī)組、鋼帶復(fù)繞機(jī)組、鋼帶清洗、 成形機(jī)組、加粉機(jī)組、合縫機(jī)組、直線式拔絲機(jī)組和工字輪收線機(jī)等組成。購進(jìn)的鋼 帶首先經(jīng)化學(xué)成分檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行裁剪成一定寬度的鋼帶，進(jìn)入下一道工序

32、。采用 金屬清洗劑超聲波振動清洗，清水沖洗、熱風(fēng)烘于的辦法來進(jìn)行鋼帶清洗，清洗后的 鋼帶應(yīng)無油、無水、無銹。在成形機(jī)機(jī)組將鋼帶軋成“ U”形槽，再經(jīng)加粉機(jī)組按一 定配比加入藥粉，在合縫機(jī)組將邊緣合縫，經(jīng)拔絲機(jī)組減徑，最后進(jìn)人收線機(jī)，成為 藥芯焊絲成品。其主要工藝流程如下： 鋼帶縱剪復(fù)繞鋼帶鋼帶（寬12 I I ：裁剪 復(fù)繞工字輪收線 藥粉制備藥粉原料藥粉篩粉烘干稱量配置攪拌混合 藥芯焊絲成型鋼帶藥粉焊絲半成品清洗-烘干扎成-型槽加粉合縫拉絲收線 藥芯焊絲精拉焊絲半成品藥芯焊絲成品放線一拉絲減徑 一表面處理 收線 層繞包裝焊絲成品盤裝藥芯焊絲成品放線一表面處理 一層繞 真空密封包裝目前我國大部分

33、廠家都是采用鋼帶法生產(chǎn)藥芯焊絲， 以下是天津三英焊業(yè)有限公司的藥芯焊絲工藝流程圖，可用作參考三英焊業(yè)有限公司藥芯焊絲工藝流程圖4藥芯焊絲藥粉制備及其作用4.1藥芯焊絲主要渣系及藥粉成分基本功能介紹藥芯焊絲的制粉技術(shù)包括藥芯焊絲原材料的選購、藥芯焊絲配方、藥粉烤粉工藝 等。無論是原材料還是烤粉工藝，不同的藥芯焊絲品種有不同的要求。 藥芯焊絲主要 渣系特點(diǎn)介紹如下：全位置藥芯焊絲藥粉填充系數(shù)為1316%,主要選用TiO2含量為95%以上的金紅 石，占藥粉重量的3045%,鐵粉占藥粉重量的1530%。另加適量的SiO2、ZrO2、 AI2O3、MgO組成適當(dāng)?shù)娜墼m合于全位置焊接的基本條件，添加適

34、量的含K、Na元素穩(wěn)弧劑提高電弧的穩(wěn)定性，最好是預(yù)先處理的燒結(jié)粉料。添加適量鋁粉、鋁鎂粉 提高焊縫抗氣孔的能力，添加適量Si、Mn鐵合金獲得相應(yīng)的化學(xué)成分和力學(xué)性能。 該渣系焊絲的主要特點(diǎn)，電弧穩(wěn)定、飛濺孝脫渣容易，細(xì)直徑藥芯焊絲適合全位置焊 接。但熔渣本身氧化性較大，焊縫金屬的低溫韌性較低，一般用于碳鋼和某些低合金 鋼的焊接。造船業(yè)大量采用這類藥芯焊絲，也是產(chǎn)量最大的品種。堿性藥芯焊絲藥粉填充系數(shù)為2428%,主要選用CaF、CaCQ、部分SiO2或另 加適量TiO2為基本渣系。該渣系堿度高，氧化性小，脫S、P能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的冶金 性能。這樣的渣系為研制高韌性藥芯焊絲創(chuàng)造了條件，要求較好的

35、工藝性能和焊縫具 有優(yōu)良的低溫韌性，以用于重要鋼結(jié)構(gòu)的焊接。該類藥芯焊絲的開發(fā)前景良好，適合 研制焊接不同強(qiáng)度級別、不同韌性要求的高強(qiáng)度鋼的藥芯焊絲。藥粉成分的基本功能略述如下：（1）除氧劑與除氮劑由于氮與氧可使焊道金屬造成氣孔或脆化，焊劑中必須添加錳與硅等除氧 劑，至于自保護(hù)藥芯焊絲，焊劑中另需添加Al為除氮劑。以上添加除氧劑及除氮劑目的均在于凈化熔敷金屬。（2）焊渣形成劑鈣、鉀、鈉或硅等均為焊渣形成劑，添加在焊劑中可以有效保護(hù)熔池不受 大氣污染，焊渣可使焊縫金屬具有較佳的外觀，焊渣的覆蓋更可緩和熔敷金屬 冷卻速率，此功能對低合金鋼的焊接尤其重要。（3）電弧穩(wěn)定劑鈉及鉀可以使電弧保持柔和順暢

36、而且降低飛濺。（4）合金元素鉬、鉻、碳、錳、鎳及釩等合金元素的添加，可以提高（改善）熔敷金屬 的強(qiáng)度、延性、硬度及韌性等。（5）氣體形成劑氟石、石灰石等需添加在自保護(hù)藥芯焊絲中可燃燒產(chǎn)生保護(hù)氣體。4.2鈦型藥芯焊絲配方設(shè)計4.2.1鈦型藥芯焊絲的基本特點(diǎn)鈦型全位置藥芯焊絲藥粉填充系數(shù)為14%20%,主要選用Wtq> 95%以上的金紅 石，占藥粉重量的30%45%，鐵粉占藥粉重量的15%35%。另加適量的SiO2，ZrO2, AI2O3, MgO組成適當(dāng)?shù)娜墼?，適合于全位置焊接的基本條件。添加適量鋁粉、鋁鎂 粉可提高焊縫的抗氣孔能力，添加適量 Si，Mn鐵合金可獲得相應(yīng)的化學(xué)成分和力學(xué) 性

37、能。該渣系焊絲的主要特點(diǎn)，電弧穩(wěn)定、飛濺小、脫渣容易，細(xì)直徑藥芯焊絲適合 全位置焊接工藝。4.2.2鈦型藥芯焊絲的配方設(shè)計酸性藥芯焊絲分為鈦型藥芯焊絲和鈦鈣型藥芯焊絲。鈦型藥芯焊絲飛濺小，成形美觀，電弧穩(wěn)定，電弧呈噴射狀態(tài)，熔滴尺寸小，適合于全位置焊接。此類藥芯焊絲 容易出現(xiàn)抗氣孔能力差，伸長率不高，低溫韌性較低等問題。鈦鈣型藥芯焊絲藥芯配 方中由于含有一定量的CaF, CaCO3等堿性物質(zhì)，焊絲抗氣孔能力明顯提高，電弧呈 噴射加較大顆粒熔滴的過度形式，電弧噴射的力度較小。這類焊絲飛濺較大，聲音不 好，立焊效果相對較差。現(xiàn)將鈦型渣系配方的主要成分及作用敘述如下：(1) TiO2是金紅石的主要成

38、分，其含量應(yīng)選用 WTio > 95%的金紅石。在配方中金紅石添加量控制在32%45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以內(nèi)。首先根據(jù)鋼帶的厚度和寬度情況， 確 定合適的藥粉填充率，再根據(jù)藥粉填充率的高低來考慮金紅石在配方中的比例。由于金紅石是鈦型藥芯焊絲配方中的主要造渣劑、穩(wěn)弧劑，占配方中的比例較大，對電弧的穩(wěn)定性、渣的覆蓋性、焊縫的表面質(zhì)量影響最大；隨著金紅石在配方中比例的增加， 熔渣的凝固速度會提高，這有利于焊絲的全位置焊接工藝。 所以，合理選擇金紅石的 配比是十分重要的。(2) ZrO2是鋯石英的主要成分，在配方中應(yīng)控制在 4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下，對焊縫 的脫渣性有一定的幫助。隨著ZrO2含量的增加，熔

39、渣變得酥脆，熔渣的強(qiáng)度降低，熔 渣中的黃顏色逐漸增加，焊縫成形較好。ZrO2對焊縫金屬的低溫韌性影響不大。 適量 添加ZrO2使熔滴尺寸變小，焊道兩邊整齊，對焊絲的全位置焊接工藝有一定的幫助。(3) SiO2主要來自石英砂和長石。在配方中應(yīng)控制在 4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下，對焊 縫的脫渣性和焊縫的表面質(zhì)量影響很大。隨著 SiO2含量的增加，焊縫表面更光亮，熔 渣顏色更深，對焊縫的脫渣性有很好的作用。但是 SiO2含量增加，焊縫的低溫韌性逐 漸下降。SiO2也容易和AI2O3、MgO、N&O、K2O等成分在高溫條件下形成玻璃物質(zhì)， 從而降低熔渣的透氣性，容易使焊道產(chǎn)生壓痕缺陷。(4) MgO

40、是鎂砂的主要成分，用于造渣和改善熔渣覆蓋和焊縫成形，在配方中 應(yīng)控制在5%以下。隨著MgO含量的增加，熔渣的堿度增加，焊縫的低溫韌性逐漸提 高。鎂砂是調(diào)整熔渣堿度的重要原材料，對熔渣的透氣性有一定的幫助。(5) Al2O3主要來自氧化鋁、長石和鋁鎂粉的反應(yīng)物。在配方中應(yīng)控制在3%(質(zhì) 量分?jǐn)?shù))以下。隨著Al2O3含量的增加，熔滴尺寸變小，熔渣的熔點(diǎn)和熔渣的粘度會提高，對焊絲的全位置焊接工藝有一定幫助。也容易和 SiO2、MgO、Na2O、K2O等成分 在高溫條件下形成玻璃物質(zhì)，從而降低熔渣的透氣性，容易使焊道產(chǎn)生壓痕缺陷。對 焊縫金屬的低溫韌性影響不大，但對焊縫金屬的伸長率影響較大。(6) N

41、a2O、K2O作為配方中穩(wěn)弧劑主要來自K2TQ3、Na2SiO3、K2SQ3、鉀長石 及鈉長石等。Na2O+K2O在配方中應(yīng)控制在1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下。隨著Na2O+K2O含量 的增加，電弧的穩(wěn)定性增加，呈噴射狀態(tài)，熔滴尺寸變小，電弧聲音變好，對焊絲的 全位置焊接工藝有很好的幫助。但是，熔滴速度提高，焊縫中的水和金屬蒸氣更容易 進(jìn)人焊縫深處，氣體溢出變得困難。 Na2O、K2O與SiO2、MgO、Al2O3在高溫條件下 形成玻璃物質(zhì)，從而降低熔渣的透氣性，更容易使焊道產(chǎn)生壓痕缺陷。隨著N&O+K2O 含量的提高，焊接時產(chǎn)生的煙霧變大，因此時?？刂芅&O+K2O在配方中的比例

42、十分 重要。（7）氟化物可選用NaF、Na2SiF6、K2SiF6、LiF等氟化物其中的一種或兩種物質(zhì) 來進(jìn)行配方試驗(yàn)。氟化物的熔點(diǎn)普遍較低，可使熔渣的共熔點(diǎn)降低，降低熔渣的表面 張力和粘度，對改善焊縫的脫渣性、焊縫表面成形有益處。同時，氟化物在高溫下分解又產(chǎn)生HF氣體，起到焊縫去氫和提高抗壓痕的作用。但是，隨著氟化物在配方中 比例增加，電弧聲音變差，飛濺變大，熔渣變稀，焊絲的全位置焊接工藝變差。還應(yīng) 該注意，配粉中氟化物越多，焊接煙塵的有毒性增強(qiáng)，應(yīng)控制氟化物在配方中的配比。（8）Mg粉、Al-Mg合金粉是配方中的強(qiáng)脫氧劑。在配方中選用 Mg粉，電弧的噴射狀態(tài)容易實(shí)現(xiàn)，在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生的Mg

43、O進(jìn)人熔渣，有利于提高熔渣的堿度，對焊 縫金屬的低溫韌性有好處。隨著 Mg含量的增加，配方中Si、Mn元素?zé)龘p降低，焊縫 金屬中的Si、Mn含量增加，焊縫表面變得更加光亮。缺點(diǎn)是 Mg粉在使用過程中安全 性差，極容易燃燒產(chǎn)生爆炸，在配方中加人 Mg粉，電弧的吹力較大，焊角焊縫時容 易產(chǎn)生咬邊現(xiàn)象。從生產(chǎn)安全方面考慮，在配方中盡量采用 Al-Mg合金粉作為強(qiáng)脫氧 劑。在市場上，不同純度的Al-Mg合金粉，售價差別較大。Al-Mg合金粉質(zhì)量等級的 劃分對藥芯焊絲工藝性能的影響值得注意。隨著 Al-Mg合金粉配方比例的增加，藥芯 焊絲電弧噴射狀態(tài)明顯改善，對電弧聲音、飛濺、焊縫成形有很好的作用。Al

44、-Mg合金粉是鈦型藥芯焊絲實(shí)現(xiàn)全位置焊接工藝不可缺少的原材料，配方中應(yīng)控制在 1.5%4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間。若焊縫中溶解A1增加，焊縫金屬的低溫韌性將降低。（9）配方中的金屬及合金粉包括Fe粉、Si-Fe粉、Mn-Fe粉、Si-Mn合金粉，以及 可以用來提高焊縫低溫韌性的Ni粉、Ti-Fe、B-Fe粉。根據(jù)配方設(shè)計的需要選擇其中的物質(zhì)和考慮含C量的高低，使焊縫金屬的化學(xué)成分及力學(xué)性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè) 的要求。筆者根據(jù)理論分析，綜合所查資料，現(xiàn)整理一個高韌性全位置焊接用氣保護(hù)藥芯 焊絲配方如下，各成分含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且可適當(dāng)變化，供做實(shí)驗(yàn)參考。（填充系數(shù)可選15%左右）金紅石鋯英石石英砂長石

45、碳酸鈣鎂砂氧化鋁40338222錳鐵鈦鐵鉬鐵氟硅酸鈉鋁鎂粉鐵粉2221.52.5305影響藥芯焊絲質(zhì)量的生產(chǎn)工藝因素5.1藥粉粒度由于目前市場大量需求的是細(xì)直徑CO2氣保藥芯焊絲。因此藥粉的粒度要求是很嚴(yán)格的，藥粉粒度太粗，除了生產(chǎn)工藝上出現(xiàn)斷絲、拉拔外，在焊接工藝 上，主要表現(xiàn)為電弧聲音火爆，產(chǎn)生大顆粒飛濺、藥粉粒度過細(xì)，藥粉流動性 差，在焊絲成形填藥時就會出現(xiàn)藥粉不均勻的現(xiàn)象，造成焊絲質(zhì)量不穩(wěn)定，同 時焊絲在施焊過程中，還出現(xiàn)煙霧大、細(xì)顆粒飛濺多的現(xiàn)象。5.2藥粉的潮濕度藥粉中含有部分天然礦石，如螢石、鎂砂等，其內(nèi)部含有部分結(jié)晶水，同 時具有一定的吸潮性，因此藥粉有一定的濕度。由于藥芯焊絲

46、的藥粉是用鋼帶 嚴(yán)實(shí)地包裹著，雖然有一條細(xì)縫，但最終要經(jīng)過不高于200 C的低溫烘干，其內(nèi)部的結(jié)晶水還是很難去除，即使是吸附水，排除也有一定的困難，這樣生產(chǎn)的 焊絲在施焊時就會產(chǎn)生焊縫表面條蟲狀壓痕，有時還帶有穿透性的氣孔。因此， 生產(chǎn)工藝要求，含結(jié)晶水的礦物類一般要經(jīng)過高于350 C烘干，其他不含結(jié)品水的材料要求低溫去潮。同時，烘干后的材料要求密封保存，以防吸潮。在生產(chǎn) 過程中，如果不注意藥粉的密封，特別遇高溫多雨天氣，空氣濕度很大，藥粉 吸潮嚴(yán)重，也造成藥芯焊絲質(zhì)量不穩(wěn)，這就可以解釋用戶提出的“焊絲一段質(zhì) 量很好，一段氣孔不斷”的現(xiàn)象。5.3鋼帶的清洗效果在國內(nèi)藥芯焊絲生產(chǎn)廠家一般采用SP

47、CC冷軋光亮帶生產(chǎn)藥芯焊絲，這種鋼帶表面涂有一層防護(hù)油，因此生產(chǎn)焊絲前要去除這層油脂。鋼帶清洗效果標(biāo)準(zhǔn) 要求每平方米鋼帶表面油脂量不大于0.2g，如果油脂量過大，生產(chǎn)的藥芯焊絲包裹在內(nèi)部的鋼帶油脂量就過大，焊絲施焊過程中就有出現(xiàn)氫氣孔的隱患，同時 飛濺量大，這個在試驗(yàn)實(shí)踐過程中已得到證明。雖然焊絲配方有一定的抗氫能 力，另外又是CO2氣體保護(hù)焊，在施焊時，隨著焊絲的熔化，焊絲內(nèi)的油脂也隨 之灼燒變成的CO2，H2，CO，H2O的氣體分子或游離的原子，在外部CO2強(qiáng)烈的保護(hù)氣流下，這些氣體被壓人熔池，當(dāng)熔渣凝固而氣體來不及溢出，則形成焊 縫內(nèi)部或表面的和氫氣孔。因此，鋼帶表面油污是嚴(yán)重影響焊絲質(zhì)

48、量的因素， 必須清除，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。5.4鋼帶的成形質(zhì)量當(dāng)成形軋輥完好，配合妥當(dāng)時，鋼帶成形完好，隨后進(jìn)行拉拔，拔絲粉不 能進(jìn)人焊絲內(nèi)部，且質(zhì)量能保持穩(wěn)定。如果生產(chǎn)過程中，由于磨損或其他意外 原因造成成形軋輥損壞，則出現(xiàn)成形不良的情況，這樣拔絲粉就會沿不嚴(yán)的焊 絲縫進(jìn)人藥芯內(nèi)部，經(jīng)拉拔后封嚴(yán)。因?yàn)榘谓z粉含有大量硬脂酸鹽，含氫量很 高，焊絲最終的低溫烘干也不能去除內(nèi)部的有機(jī)酸鹽，因此在焊絲施焊時就會 出現(xiàn)電弧聲音火爆，飛濺很大，且成形較差，氣孔連篇的嚴(yán)重質(zhì)量問題。所以 生產(chǎn)過程中鋼帶成形這一工藝環(huán)節(jié)是非常關(guān)鍵的，要嚴(yán)格控制。5.5藥粉填充的均勻性在鋼帶成型及填藥時，藥粉是由機(jī)械傳動，帶動送粉膠帶

49、，把藥粉填進(jìn)成 形的鋼帶內(nèi)，在藥芯焊絲內(nèi)，藥粉占焊絲總重的比例變化基本不變是最理想的。 但是由于受機(jī)械裝置及藥粉流動性的影響。填充比例不變是不可能的，如果填 充比例在一定公差范圍內(nèi)變化，加上機(jī)械調(diào)節(jié)適當(dāng)，藥芯焊絲的質(zhì)量是穩(wěn)定的。 但如果機(jī)械調(diào)節(jié)不當(dāng)或者傳動裝置出現(xiàn)問題，焊絲的質(zhì)量就會出現(xiàn)問題：如果 填充藥粉厚度調(diào)節(jié)不夠，由于填充比例太低，焊絲挺度小，則施焊過程中，送絲不暢，同時焊絲內(nèi)脫氧劑不足，還會產(chǎn)生co氣孔，同時，焊絲熔敷金屬的物理化學(xué)性能也受到影響，即成分偏低，強(qiáng)度下降：如果藥粉厚度調(diào)節(jié)過度，由 于填充比例太高，在生產(chǎn)過程中焊絲容易拉斷，對焊絲內(nèi)在質(zhì)量的影響是，成 分偏高，強(qiáng)度偏高，延伸

50、率偏小，達(dá)不到合格要求；還有就是出現(xiàn)傳動系統(tǒng)突 然失效，這種問題在實(shí)際生產(chǎn)中不可忽視，它直接影響到焊絲的質(zhì)量施焊過程 中，焊絲突然出現(xiàn)飛濺很大，電弧聲音火爆、無渣、成形差的工藝情況，這是 因?yàn)樗幮竞附z內(nèi)藥粉突然沒有的緣故。5.6焊絲表面潤滑劑的影響焊絲的拉拔潤滑劑含大量的硬脂酸鹽，其氫含量很高，氫是焊接材料最忌 諱的元素之一。如果焊絲表面的脂類潤滑粉不去除，在焊絲施焊時也會產(chǎn)生表 面氣孔。有時甚至是穿透性的氣孔并伴有大量飛濺，理由是施焊過程中，焊絲 表面的油脂及硬脂酸鹽，會受熱分解或燃燒，析出大量的H2O在強(qiáng)烈的CO2保護(hù)氣流下被壓人熔池，水氣高溫分解變成游離的H，使焊縫增氫，致使焊縫力學(xué)性能

51、下降，同時也可能產(chǎn)生 CO氣孔，因此，焊絲表面的潤滑劑必須清除掉。5.7拉拔模結(jié)構(gòu)的影響藥芯焊絲的拉制，是通過生產(chǎn)線上的拔絲模拉拔來實(shí)現(xiàn)，每一次截面直徑 尺寸的變形一拉拔都通過一定形狀尺寸的拔絲模孔，最終達(dá)到成品要求的直徑 尺寸，因此拔絲模的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到藥芯焊絲的質(zhì)量。從半成品到成品焊絲要 經(jīng)過多次拉拔過程，這就需要把總的壓縮量合理地分配到每一次拉拔的拔絲模 結(jié)構(gòu)尺寸上去，總的原則是第一次拉拔時壓縮量最小，以后漸大；以小的壓縮 量第一次拉拔時對焊絲型材進(jìn)行修整即消除不圓度、壓痕以及使其表面粘住潤 滑劑。拔絲過程中焊絲外殼的塑性變形以及焊絲與拔絲模表面之間的摩擦產(chǎn)生 熱量，在高壓和溫度的作用下

52、潤滑模的緊密性受到破壞，這會導(dǎo)致焊絲局部表 面上形成擦傷(縱向劃傷)，尤其是拉制大直徑焊絲時出現(xiàn)拔絲模的快速發(fā)熱。 通過試驗(yàn)確定拉制焊絲時其溫度不應(yīng)超過250 r，為了降低焊絲的溫度用水冷卻拔絲模和鼓輪，拉拔粗型焊絲時，可采用組裝式拔絲模，加強(qiáng)潤滑效果，提高 拔絲模的耐磨性。由上述可知，在生產(chǎn)過程中，要經(jīng)常更換拔絲模具。6氣保護(hù)藥芯焊絲常見焊接缺陷出現(xiàn)的原因及解決措施6.1焊接飛濺(1) 焊接時飛濺大，會惡化焊接工藝，其產(chǎn)生原因如下：第一，藥芯焊絲的配方本身設(shè)計有問題，如穩(wěn)定電弧燃燒的藥粉加的太少 或是沒有加，藥粉的粒度較大或是藥粉烘干不徹底。有的焊接工作者往往容易 形成一個誤區(qū)，認(rèn)為飛濺大是

53、穩(wěn)弧的藥粉加得少，而往配方里加一些鉀鹽、鈉 鹽，結(jié)果使藥粉太易吸潮， 飛濺沒有降下來，卻使焊縫表面形成不少小“麻點(diǎn)”，甚至出現(xiàn)氣孔，熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量升高，力學(xué)性能下降。第二，生產(chǎn)時由于藥粉填充不均勻造成藥芯焊絲拉拔時粗細(xì)不均，這樣焊 接時送絲不均勻，造成電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺增多。第三，焊接使用藥芯焊絲時，有的焊工在操作時為了保證送絲好，將送絲 輪壓得過緊。由于藥芯焊絲較軟，很容易將焊絲壓扁，使送絲不暢造成電弧燃 燒不穩(wěn)定，飛濺增多?；蚴怯捎赾o氣體不純、流量過大，電流、電壓調(diào)整不合理造成的。(2) 控制飛濺的措施：穩(wěn)弧性的藥粉不能加得太多，一般控制在3%5%。藥粉填充時要嚴(yán)格烘干，防止吸潮

54、，粒度嚴(yán)格控制在177250叩(6080 目),保持藥粉的流動性良好。藥芯焊絲安裝好后要檢查送絲輪是否壓得適中，CO2氣體要選用高純度的，選用 CO2 > 99.5%，水蒸汽+乙醇w 0.05% ;焊接時氣體流 量一般控制在1525L / min，要與電流相匹配不能過大過小，電流、電壓要調(diào)整 合理。6.2麻點(diǎn)在焊接過程中，焊縫表面易出現(xiàn)一些小“麻點(diǎn)”?！奥辄c(diǎn)”又稱氣體壓痕， 是由于焊接過程中熔渣的凝固速度快，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)來不及從熔池穿過熔渣 逸出，從而滯留在熔池和熔渣的界面，凝固壓迫熔敷金屬，在焊縫表面形成壓 痕。由于這些“麻點(diǎn)”的存在，焊縫表面成形較差。(1) 麻點(diǎn)的成因如下第一，藥芯焊絲里面的藥粉有結(jié)晶水或化合水，沒有烘干或烘干不徹底。 例如，天然金紅石需烘干至 900 C才能把里面的“水分”徹底烘干。如烘干不徹 底，焊接時產(chǎn)生的氣體會在焊縫表面形成小“麻點(diǎn)”。第二，在鈦型藥芯焊絲配方調(diào)整時，雖然藥粉已徹底烘干，可焊接時焊縫 表面還是有許多小“麻點(diǎn)”，那是因?yàn)樵撆浞胶附訒r熔渣粘度大，透氣性太差， 使熔池里面產(chǎn)生的氣體逸不出來而形成“麻點(diǎn)”。(2) 控制麻點(diǎn)的措施應(yīng)根據(jù)每種藥粉實(shí)際情況分別徹底烘干，混合均勻 后再烘干200 C防止吸潮。設(shè)法調(diào)整配方降低熔渣粘度，增加